一種對復(fù)數(shù)信道矩陣的svd分解方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適合于硬件實現(xiàn)的復(fù)數(shù)信道信道矩陣SVD分解方法。在多輸入多輸出（MIMO）無線通信系統(tǒng)中，信道矩陣是復(fù)數(shù)矩陣，一種常見的預(yù)編碼方法是對信道矩陣進行SVD分解。復(fù)數(shù)矩陣在求SVD分解時涉及到大量的角度運算，這在實際硬件中復(fù)雜度很高，會消耗大量的資源。本發(fā)明提出一種簡化算法，使用各種三角恒等式的推導(dǎo)將三角函數(shù)變成了矩陣中元素實部與虛部值的函數(shù)。用少量的乘、除法和開平方的等基本運算代替了大量的求三角函數(shù)的工作。
【專利說明】—種對復(fù)數(shù)信道矩陣的SVD分解方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于多輸入多輸出(MIMO)無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到對復(fù)數(shù)信道矩陣進行SVD分解的實現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，預(yù)編碼技術(shù)在MIMO通信系統(tǒng)中成為研究的熱點。在預(yù)編碼技術(shù)中，接收端將估計出的信道狀態(tài)信息(CSI)通過反饋信道反饋給發(fā)射機，發(fā)射機對信道信息進行處理得到預(yù)編碼矩陣，用以對信息進行預(yù)處理，可以簡化接收機的設(shè)計，同時能提供滿空間分集，從而增加接收機上的信噪比(SNR)。
[0003]Yue Wang, Kevin Cunningham and Prawat Nagvajara 在 Singular ValueDecomposition Hardware for MIMO:State of the Art and Custom Design 一文中總結(jié)了一種經(jīng)典的2 X 2復(fù)數(shù)矩陣SVD分解的方法，并指出，只要將該2 X 2基本模塊進行并行迭代運算就能計算出更高階方陣的復(fù)數(shù)SVD分解。經(jīng)過仿真驗證，該方法性能優(yōu)異，輸出結(jié)果與Matlab結(jié)果誤差不超過2%。然而，該方法涉及到大量的三角函數(shù)運算，在實際硬件上實現(xiàn)時計算量巨大，僅2X2子模塊就要消耗數(shù)十個CORDIC IP核。
[0004]FPGA (Filed-Programmable Gate Array),即現(xiàn)場可編程門陣列，作為專用集成電路領(lǐng)域的一種半定制電路，即解決了定制電路的不足，而且克服了可編程器件門電路數(shù)太少的缺點。利用FPGA實現(xiàn)MMO通信系統(tǒng)，具有快速低延遲以及低功耗等特性。但是基于SVD分解的預(yù)編碼算法需要花費大量的邏輯資源，而FPGA的資源是有限的，因此尋求低復(fù)雜度和高效準確的算法是非常有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對【背景技術(shù)】中提出的問題，本發(fā)明提出了一種針對2 X 2復(fù)數(shù)矩陣SVD分解子模塊的優(yōu)化算法，包括如下步驟:
[0006](I)對2 X 2復(fù)數(shù)矩陣H進行一次雙邊酉變換，得到矩陣V1 ；
[0007](2)對步驟(1)的結(jié)果進行一次雙邊Jacobi旋轉(zhuǎn)，得到矩陣V2和R ;
[0008](3)從步驟(2)的結(jié)果R得到兩個幅角，從而得到矩陣V3
[0009](4)對步驟(2)的結(jié)果R中的幅值X、Z、W進行一系列三角恒等變換，計算出
【權(quán)利要求】
1.一種對復(fù)數(shù)信道矩陣的SVD分解方法，其中，所述復(fù)數(shù)信道矩陣為2 X 2復(fù)數(shù)矩陣H，所述方法包括以下步驟: (1)對2X 2復(fù)數(shù)矩陣H進行一次雙邊酉變換，得到矩陣V1 ； (2)對步驟(1)的結(jié)果進行一次雙邊Jacobi旋轉(zhuǎn)，得到矩陣V2和R; (3)從步驟(2)的結(jié)果R得到兩個幅角，從而得到矩陣V3； (4)對步驟(2)的結(jié)果R中的幅值X、Z、W進行一系列三角恒等變換，計算出
【文檔編號】G06F17/15GK103532890SQ201310522665
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】俞菲, 林翰, 繆小龍, 巴特爾, 黃永明, 楊綠溪 申請人:東南大學(xué)